Chapitre 1 Acides aminés Protéines Méthodes d étude

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1 Chapitre 1 Acides aminés Protéines Méthodes d étude Q1 - Parmi la liste des acides aminés cités ci-dessous, précisez ceux dont la chaîne latérale peut participer dans une structure peptidique, et à ph physiologique, à une liaison ionique, à une interaction hydrophobe, ou à un pont disulfure. Indiquez la(les) bonne(s) réponse(s) : Glu Asn Tyr Ser Val Phe Cys Leu Arg Q2 - Indiquez la (ou les) bonne(s) réponse(s) parmi les propositions suivantes : A. La chaîne latérale de la sérine est moins polaire que celle de l'alanine. B. La chaîne latérale de la lysine est majoritairement ionisée à ph=13. C. L'acide aspartique et l'acide glutamique présentent une chaîne latérale identique. D. La méthionine est un acide aminé hydroxylé. E. La tyrosine possède une fonction phénolique. Q3 - Citez les noms : - de trois acides aminés porteurs d un cycle aromatique sur la chaîne latérale. - de trois acides aminés porteurs d une fonction basique sur la chaîne latérale. - de deux acides aminés porteurs d un atome de soufre sur la chaîne latérale. Q4 - Donner la (ou les) bonne(s) réponse(s) concernant la glycine : A. Elle appartient à la série des acides aminés aliphatiques. B. Seule la glycine de la série L est retrouvée dans les peptides et protéines. C. Elle est retrouvée en faible proportion dans le collagène. D. Elle ne possède pas de caractère amphotère. E. Elle ne possède pas de carbone asymétrique.

2 4 Exercices de biochimie Q5 - Soit les trois formes ioniques de l alanine : I II III Parmi les propositions suivantes, indiquer la (les) bonne(s) réponse(s) : A. A ph = 1, la forme (II) est majoritaire par rapport à la forme (III). B. A ph = phi, la forme (II) est majoritaire par rapport à la forme (I). C. A ph = phi, la forme (I) est majoritaire par rapport à la forme (III). D. A ph = 12, la forme (III) est majoritaire par rapport à la forme (II). E. A ph = pka1, les formes II et III sont à des concentrations équivalentes. Q6 - L arginine présente un pka1=1,8, pka2=9 et pka3 (chaîne latérale)=12,6. Parmi les propositions suivantes concernant l arginine, indiquer la (les) bonne(s) réponse(s) : A. Il s agit d un acide aminé acide. B. La valeur de phi est égale à 10,8. C. A ph = 1, la molécule est chargée négativement. D. L arginine présente une chaîne latérale aromatique. E. Elle ne possède pas de carbone asymétrique. Q7 - Indiquez la (ou les) bonne(s) réponse(s) parmi les propositions suivantes. Concernant l acide aminé acide X, on donne : pka1 = 2,5, pka2 = 9,5 et pka 3 (chaîne latérale) = 4,5. A. La forme zwitterion de X est majoritaire à un ph égal à 7. B. Le phi calculé pour X est de 3,5. C. Le phi calculé pour X est égal à 7. D. A ph = 10, les fonctions acides sont majoritairement ionisées. E. pka3 correspond à la valeur de pka de la fonction acide sur le carbone C de l acide aminé. Q8 - Concernant les acides aminés, indiquer les 2 bonnes réponses parmi les propositions suivantes : A. Les acides aminés ne subissent aucun métabolisme. B. Le métabolisme de certains acides aminés peut aboutir à la formation d intermédiaires du cycle de Krebs. C. Les acides aminés ne sont impliqués que dans la structure des peptides et des protéines. D. Le métabolisme de certains acides aminés peut aboutir à la synthèse de pyruvate. E. Aucun acide aminé ne joue le rôle de médiateur chimique.

3 Acides aminés Protéines Méthodes d'étude 5 Q9 - Soit le décapeptide suivant : NH2-Asp Val Lys Gly Leu Lys Ser Thr Phe Trp-COOH Q9.A - Citer le(s) résidus d acide(s) aminés(s) dit(s) «acide(s)». Q9.B - Citer le(s) résidus d acide(s) aminés(s) aromatiques. Q9.C - L action de la trypsine sur le décapeptide permet l obtention d oligopeptides. Combien? Q9.D - Donner la séquence de l oligopeptide issu de la digestion trypsique correspondant à celui qui migrera le plus loin vers l anode lors d une électrophorèse sur papier à ph=13. Q10 Soit les oligopeptides : X : Ala-Gly-Ser-Val-Leu Y : Gln-Lys-Val-Ala-Lys Z : Lys-Tyr-Ile-Lys-Gly Donner la (ou les) bonne(s) réponse(s) concernant les propositions suivantes : A. La charge nette est négative à ph=1 pour les oligopeptides X et Y. B. Les oligopeptides Y et Z contiennent des résidus d acides aminés acides. C. L action de la trypsine sur l oligopeptide Y est responsable de la coupure de deux liaisons peptidiques. D. L hydrolyse acide de l oligopeptide Z libère 3 acides aminés différents. E. Les oligopeptides Y et Z migrent vers l anode à ph=13. Q11 - Parmi les propositions suivantes concernant les acides aminés, indiquer la (les) bonne(s) réponse(s) : A. Parmi les acides aminés, la phénylalanine, la tyrosine et le tryptophane présentent des spectres d absorption spectrophotométrique particuliers. B. La synthèse de tous les acides aminés constituant les protéines a lieu dans l organisme. C. L histidine est un acide aminé précurseur d un médiateur chimique. D. Les acides aminés présentent certains éléments de structure en commun. E. La présence ou non d un carbone asymétrique est à la base de la classification des acides aminés présents dans les protéines.

4 6 Exercices de biochimie Q12 - Parmi les acides aminés suivants, certains sont des précurseurs indispensables de molécules biologiques importantes (hormones ou neurotransmetteurs) ; lesquels? A. Phénylalanine. B. Alanine. C. Arginine. D. Tyrosine. E. Leucine. Q13 - Concernant le groupement peptidique, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s) parmi les propositions suivantes : A. Du fait de l effet mésomère, la liaison peptidique est rigide et plane. B. La formation des liaisons peptidiques d une séquence protéique nécessite l intervention d un catalyseur biologique. C. Les liaisons peptidiques peuvent être clivées par hydrolyse enzymatique ou chimique. D. La liaison peptidique est une liaison ester. E. Un enchaînement de résidus d acides aminés, reliés entre eux par une liaison peptidique, constitue un peptide. Q14 - Parmi les propositions suivantes, donner la (ou les) bonne(s) réponse(s). L'utilisation de -mercaptoéthanol sur un composé peptidique X lui fait perdre son activité biologique : A. La perte d'activité est liée à la rupture d'une ou plusieurs liaisons covalentes. B. La perte d'activité est liée à la modification de la structure primaire du composé. C. Le (les) pont(s) disulfure(s) est (sont) indispensable(s) à l'activité de A. D. Le composé X est obligatoirement constitué de deux ou plusieurs chaînes polypeptidiques reliées par un ou plusieurs pont(s) disulfure(s). E. Il peut exister un pont disulfure intracaténaire indispensable à l'activité de A. Q15 - Parmi les propositions suivantes concernant les polypeptides et les protéines, indiquer la (les) bonne(s) réponse(s) : A. La phosphorylation est une mutation pouvant modifier l activité d une enzyme. B. Le clivage protéolytique du précurseur de l insuline est une modification post-traductionnelle. C. Des résidus de nature lipidique peuvent être ajoutés sur une protéine. D. L interaction du 2,3-bisphosphoglycérate avec l hémoglobine correspond à une modification post-traductionnelle. E. On entend par modification post-traductionnelle la fixation d un groupement chimique sur une protéine par une liaison hydrogène.

5 Acides aminés Protéines Méthodes d'étude 7 Q16 - Parmi les propositions suivantes concernant les protéines, indiquer la (les) bonne(s) réponse(s) : A. La conformation tridimensionnelle d une chaîne polypeptidique dépend de l encombrement stérique des chaînes latérales des acides aminés. B. La liaison peptidique est une liaison simple établie entre un atome de carbone et un atome d hydrogène. C. Les structures secondaires en hélice et feuillet peuvent coexister dans les protéines. D. Les atomes du groupement peptidique peuvent former des liaisons hydrogène. E. L hélice est une structure secondaire essentiellement maintenue par des interactions hydrophobes. Q17 - Donner la (ou les) bonne(s) réponse(s) concernant les hétéroprotéines : A. L'hémoglobine en fait partie car elle possède de la protoporphyrine IX. B. La myoglobine n'appartient pas à cette classe de protéines. C. Elles possèdent nécessairement un groupement non protéique. D. Elles sont caractérisées par plusieurs sous-unités protéiques. E. Elles peuvent posséder un résidu de structure glucidique. Q18 - Parmi les propositions suivantes, indiquer la (les) bonne(s) réponse(s). Les protéines d un mélange peuvent être séparées par : A. Electrophorèse. B. Chromatographie d exclusion. C. Spectrophotométrie à 280 nm. D. Iso-électrofocalisation. E. Electrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence de dodécyl sulfate de sodium. Q19 - Donner la (ou les) bonne(s) réponse(s) concernant la méthode d'edman : A. Elle permet la détermination de la séquence des protéines. B. Elle utilise un réactif réagissant avec la fonction acide d'un acide aminé. C. Elle utilise un réactif réagissant avec l'acide aminé en position carboxy-terminale. D. Elle est basée sur la formation de dérivés phénylthiohydantoïnes E. C'est une méthode enzymatique.

6 8 Exercices de biochimie Q20 - Concernant la chromatographie d échange d anions, indiquez l association de propositions exactes : A. La colonne porte des charges négatives. B. La colonne porte des charges positives. C. La séparation complète d un mélange d acides aminés fait intervenir un éluant de ph constant par rapport au temps. D. Elle peut permettre la séparation de la valine et de la lysine. E. Elle retient les acides aminés sous forme de cations à ph 13. 1) A D 2) A E 3) A D E 4) B D 5) B E Q21 - Donner la proposition, ou l association de propositions, exacte(s) concernant la chromatographie d exclusion : A. Elle permet la séparation de protéines globulaires en fonction de leur charge. B. Elle permet la séparation de protéines globulaires en fonction de leur masse moléculaire. C. Elle permet la séparation des protéines en fonction de leur charge et de leur masse moléculaire. D. Les molécules les plus grosses sont ralenties dans leur progression et sont éluées moins rapidement que les petites. E. Les molécules les plus chargées sont éluées le plus rapidement. 1) A B 2) B D 3) B 4) D 5) C E Q22 - Indiquer à quelles propriétés des protéines (notée 1 à 5) font appel les méthodes de séparation ou de purification suivantes (notées de A à E) : A. Isoélectrofocalisation 1- Masse moléculaire B. Précipitation (ou relargage) 2- Interaction spécifique C. Chromatographie d affinité 3- Solubilité D. Chromatographie d exclusion 4- phi (ou pi) E. Electrophorèse SDS-PAGE 5- Densité

7 Acides aminés Protéines Méthodes d'étude 9 Q23 - Soit la figure suivante représentant le résultat de la séparation de plusieurs échantillons (A, B et C), ainsi que d un mélange de protéines de masses moléculaires connues (M), au moyen d une électrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence de dodécyl sulfate de sodium, d urée 8 M et de -mercapto-éthanol. Parmi les propositions suivantes, indiquer la (les) bonne(s) réponse(s) : A. Dans ce type d expérience, les conditions ne sont pas dénaturantes. B. Pour C, on peut conclure que l échantillon est constitué d un mélange de plusieurs protéines. C. L échantillon B peut correspondre à une protéine purifiée. D. L échantillon A correspond obligatoirement à une protéine purifiée de 70 kda constituée de deux sous-unités. E. La protéine dans la piste B est obligatoirement monomérique. Q24 - On souhaite purifier la pyruvate carboxylase à partir d un extrait mitochondrial. La pyruvate carboxylase est une enzyme constituée de 4 sousunités de 130 kda chacune. La chromatographie d exclusion en conditions non dénaturantes permet d obtenir différentes fractions à partir de l échantillon. Le système chromatographique est étalonné par l utilisation d un mélange de 4 protéines de masses moléculaires connues (25, 50, 100 et 200 kda). Les fractions séparées sont détectées par absorption de la lumière ultra-violette (résultats exprimés sous forme de densité optique). Quatre pics sont observés pour la gamme d étalonnage avec des volumes d élution de 2, 4, 8 et 16 millilitres ; les résultats sont présentés sur la figure A ci-dessous. Le résultat chromatographique obtenu pour l extrait mitochondrial est présenté sur la figure B ci-dessous. Trois fractions X, Y et Z sont récoltées.

8 10 Exercices de biochimie Parmi les propositions suivantes, indiquer la (les) bonne(s) réponse(s) : A. L activité enzymatique de la pyruvate carboxylase sera retrouvée dans la fraction X. B. L activité enzymatique de la pyruvate carboxylase sera retrouvée dans la fraction Y. C. L activité enzymatique de la pyruvate carboxylase sera retrouvée dans la fraction Z. D. Aucune fraction ne possède l activité pyruvate carboxylase. E. Si au préalable l extrait mitochondrial est dénaturé par le dodécyl sulfate de sodium, l urée et le -mercapto-éthanol, l activité de la pyruvate carboxylase sera retrouvée dans la fraction Y. Q25 - Soit une protéine constituée de trois chaînes polypeptidiques A, B et C de masses moléculaires respectives de 20 kda, 20 kda et 5 kda. Les chaînes A et B ont une structure primaire identique à ceci près que, en position 31, A porte un résidu lysyle et B, un résidu glutamyle. Les chaînes A et B sont reliées par des liaisons hydrogène, les chaînes B et C par un pont disulfure. Parmi les techniques citées ci-dessous (numérotées de 1 à 7), quelles seront celles utilisables pour : A. Rompre un pont disulfure, B. Isoler ensuite C sous forme active de l ensemble AB + C, C. Rompre les liaisons entre A et B D. Séparer ensuite A de B.

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